高清、超清、4K、8K……這些分辨率到底咋區(qū)分?
來源:科普中國
發(fā)布時(shí)間:2024-11-05
瀏覽次數(shù):1115

版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們

在當(dāng)今的數(shù)字時(shí)代,視頻已成為我們生活中不可或缺的一部分。從短視頻平臺(tái)到高清電影,視頻質(zhì)量的高低直接影響著我們的觀看體驗(yàn)。然而,對(duì)于非專業(yè)人士來說,視頻參數(shù)如分辨率、高清、超清、2K、4K、8K、標(biāo)清、碼率、幀率等概念可能略顯復(fù)雜。本文將深入淺出地介紹這些基本概念,并通過實(shí)例計(jì)算視頻大小和清晰度,幫助讀者更好地理解和應(yīng)用這些知識(shí)。

一、分辨率:像素的集合

分辨率是指視頻畫面在一定區(qū)域內(nèi)包含的像素點(diǎn)的數(shù)量。像素是構(gòu)成圖像的最小單位,每個(gè)像素都有特定的顏色和亮度。分辨率通常以“寬×高”的形式表示,如1920×1080,這代表視頻的水平方向有1920個(gè)像素,垂直方向有1080個(gè)像素。

圖1 分辨率示意圖

美國電影電視工程師協(xié)會(huì)(?SMPTE)?制定了一系列的高清數(shù)字電視格式標(biāo)準(zhǔn),其中包含了常用的分辨率標(biāo)準(zhǔn):

720P:??其有效顯示格式為1280×720,?采用逐行掃描(?Progressive scanning)?方式。

1080P:?其有效顯示格式為1920×1080,?也是采用逐行掃描方式。

1080i:?與1080p相對(duì),?1080i采用隔行掃描(?Interlace scanning)?,?也是1920×1080的分辨率。?這種格式在傳輸過程中可能提供更高的幀率,?但圖像質(zhì)量相對(duì)于1080p可能會(huì)有所降低。

2K:水平分辨率達(dá)到約2000像素,最標(biāo)準(zhǔn)的2K分辨率為2048×1024,常見的2K分辨率為2560×1440(16:9)。(UHDTV1)4K:UHDTV1由SMPTE ST 2036-1標(biāo)準(zhǔn)定義的VHD超高清系統(tǒng),其分辨率為3840×2160(16:9)。(UHDTV2

8K:UHDTV2同樣由SMPTE ST 2036-1標(biāo)準(zhǔn)定義的VHD超高清系統(tǒng),分辨率達(dá)到7680×4320。

盡管UHDTV標(biāo)準(zhǔn)沒有為其定義的格式定義任何官方名稱,但國際電聯(lián)通常在公共公告和新聞稿中使用術(shù)語“4K”、“4K UHD”或“4K UHDTV”來指代 3840 × 2160 系統(tǒng),“8K”用來指代 7680 × 4320 系統(tǒng)。

二、高清、超清、2K、4K、8K的區(qū)別

這些術(shù)語主要描述了視頻的分辨率水平,從低到高依次為標(biāo)清、高清、2K、4K和8K。隨著分辨率的提升,視頻的細(xì)節(jié)更加豐富,畫面更加細(xì)膩。

標(biāo)清(?Standard Definition,?簡稱SD):是指物理分辨率在1280P*720P以下的一種視頻格式,?具體來說,?是指分辨率在400線左右的VCD、?DVD、?電視節(jié)目等,?即標(biāo)準(zhǔn)清晰度的視頻格式。?

高清(HD):視頻垂直分辨率不低于720p或1080i,相較于標(biāo)清,高清視頻提供了更高的清晰度和更廣的色域,適合大屏幕電視和網(wǎng)絡(luò)流媒體播放。

超清(Ultra HD或4K):超清視頻的分辨率是高清的四倍,能夠呈現(xiàn)更多的細(xì)節(jié)和色彩層次,是目前高端電視和電影的標(biāo)準(zhǔn)。

2K:雖然不如4K普及,但2K分辨率在特定領(lǐng)域如游戲和專業(yè)顯示中仍有應(yīng)用,其清晰度介于高清和超清之間。

8K:8K視頻提供了極致的畫面細(xì)膩度和沉浸感,是未來視頻技術(shù)的重要發(fā)展方向。

圖2 各分辨率示意圖

三、幀率:動(dòng)態(tài)畫面的流暢度

幀率(FPS, Frames Per Second)是指每秒顯示的畫面幀數(shù)。幀率越高,畫面越流暢,動(dòng)態(tài)效果越好。常見的幀率有24fps、30fps、60fps等。

24fps:電影行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)幀率,足以捕捉并展現(xiàn)大部分動(dòng)態(tài)場(chǎng)景。

30fps:網(wǎng)絡(luò)視頻和電視節(jié)目的常見幀率,提供更為流暢的觀看體驗(yàn)。

60fps及以上:高幀率視頻在快速移動(dòng)的場(chǎng)景中表現(xiàn)出色,但并非所有設(shè)備都支持高幀率播放。

四、碼率:數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?/span>

碼率(Bitrate)是指單位時(shí)間內(nèi)(通常是1秒)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,單位是bps(比特每秒)或kbps(千比特每秒)。碼率越大,單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量就越多,視頻質(zhì)量也越高,但文件體積也會(huì)相應(yīng)增大。

視頻碼率與清晰度、流暢度密切相關(guān)。在相同分辨率下,碼率越高,視頻畫面的細(xì)節(jié)保留越多,畫質(zhì)越清晰。然而,過高的碼率會(huì)導(dǎo)致文件體積過大,不利于存儲(chǔ)和傳輸。

計(jì)算公式:碼率(Mbps)= 分辨率(像素)× 幀率(fps)× 色彩深度(位)/ 編碼效率(bps/像素),在實(shí)際運(yùn)用中,我們可以使用碼率(bps)=文件大小(kb)*8/時(shí)長(秒)來進(jìn)行計(jì)算,例如一個(gè)大小為44.4M時(shí)長為5分鐘的mp4視頻,其碼率為44.4*1024*8/(5*60)=1212bps。在windows中可以通過查看視頻文件的屬性,在詳細(xì)信息中看到視頻相關(guān)參數(shù),如下圖所示,可以看到和我們測(cè)算的碼率相差不大。

圖3 視頻文件屬性查看

五、視頻大小的計(jì)算

一個(gè)完整的視頻文件通常包含音頻和視頻,在計(jì)算視頻文件大小的時(shí)候通常要將二者的體積相加,其公式為:視頻大小=(音頻碼率+視頻碼率)*時(shí)長(秒)/8,以圖3為例,其文件大小為(1238+125)*300/8≈49.9M,與系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)出來的相差不大。

六、清晰度與觀看體驗(yàn)

視頻的清晰度不僅取決于分辨率,還受到碼率和幀率的影響。高分辨率(如4K、8K)提供了更多的像素點(diǎn),使得畫面更加細(xì)膩;高碼率則保留了更多的細(xì)節(jié)和色彩信息,減少了壓縮帶來的失真;高幀率則使得動(dòng)態(tài)場(chǎng)景更加流暢自然。

然而,要獲得最佳的觀看體驗(yàn),還需要考慮播放設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。高分辨率和高碼率的視頻文件較大,需要更快的網(wǎng)絡(luò)速度和更大的存儲(chǔ)空間。同時(shí),不是所有設(shè)備都支持高分辨率和高幀率的播放,因此在制作和分發(fā)視頻時(shí)需要考慮目標(biāo)受眾的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)條件。

七、總結(jié)

本文介紹了視頻參數(shù)中的分辨率、高清、超清、2K、4K、8K、標(biāo)清、碼率和幀率等基本概念,并通過實(shí)例計(jì)算了視頻文件的大小。這些參數(shù)共同決定了視頻的清晰度和觀看體驗(yàn)。在實(shí)際應(yīng)用中,我們需要根據(jù)具體需求選擇合適的參數(shù)組合,以平衡視頻質(zhì)量、文件大小和播放流暢性之間的關(guān)系。希望本文能幫助讀者更好地理解和應(yīng)用這些知識(shí)。

作者:孫正林

單位:中國移動(dòng)智慧家庭運(yùn)營中心

點(diǎn)擊查看 中國科普資源名錄 資源展示

點(diǎn)擊查看 中國科普資源名錄 資源需求


歡迎掃碼關(guān)注深i科普!

我們將定期推出

公益、免費(fèi)、優(yōu)惠的科普活動(dòng)和科普好物!

聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號(hào)
加入科普活動(dòng)群
  • 參加最新科普活動(dòng)
  • 認(rèn)識(shí)科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者